具有高乳清蛋白指数II的奶粉.pdf

本发明提供一种用于生产具有至少为2的乳清蛋白氮指数（WPNI）的低含菌奶粉的方法，其中：（a）用本身已知的方法从原料乳中去除固体，然后分离乳脂，（b）使这样获得的脱脂乳进行热灌注，（c）将被加热的乳浓缩至30重量%至50重量%的干物质，（d）如果需要，使这样获得的浓缩物在至少72℃的温度下经受至少15秒的时间段的热处理，以及（e）这样获得的经热处理的产物通过在100℃至120℃喷雾处理而被加工成干燥粉末。

1.  用于生产具有至少为2的乳清蛋白氮指数（WPNI）的低含菌奶粉的方法，其中
（a）用本身已知的方法从原料乳中去除固体，然后分离乳脂，
（b）使这样获得的脱脂乳进行热灌注，
（c）将被加热的乳浓缩至30重量%至50重量%的干物质，
（d）如果需要，使这样获得的浓缩物在至少72℃的温度下经受至少15秒的时间段的热处理，以及
（e）这样获得的经热处理的产物通过在100℃至120℃的温度下喷雾处理而被加工从而获得干燥粉末。

2.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于热灌注在120℃至150℃的温度下进行。

3.  根据权利要求1和/或2所述的方法，其特征在于热灌注被执行0.1至5秒的时间段。

4.  根据权利要求1至3中至少一项所述的方法，其特征在于在步骤（a）中分离的所述乳脂经受超高热处理且再次被加入所述脱脂乳，然后进行热处理。

5.  根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述乳脂在85℃至145℃的温度下进行热处理，持续时间1至10秒。

6.  根据权利要求1至5中至少一项所述的方法，其特征在于所述浓缩物通过喷雾被加工成干燥粉末。

7.  一种低含菌低热脱脂奶粉，其通过根据权利要求1所述的方法而获得。

8.  根据权利要求7所述的脱脂奶粉，其特征在于它具有3至7.5的WPNI。

9.  根据权利要求7所述的脱脂奶粉，其特征在于它具有5至7的WPNI。

10.  一种低含菌低热全脂奶粉，其通过权利要求1和5所述的方法而获得。

11.  根据权利要求10所述的全脂奶粉，其特征在于它具有3至7.5的WPNI。

12.  根据权利要求10所述的全脂奶粉，其特征在于它具有5至6.5的WPNI。

具有高乳清蛋白指数II的奶粉
技术领域
本发明总体上涉及乳制品领域，特别是涉及生产具有高乳清蛋白氮指数（WPNI）的低含菌奶粉的新方法。
背景技术
为了生产低含菌奶粉，例如，已经巴氏灭菌的具有约9%干物质的脱脂乳被蒸发至约40%的浓度。然而，该浓缩物仍然含有大量耐热细菌和孢子，所述耐热细菌和孢子特别源自喂给奶牛的玉米青贮饲料，且因牛棚不够卫生而最终到了原料乳中。因此，有必要使所述浓缩物在喷雾之前进行高热处理，从而大量消灭细菌和孢子，生产出高质量的无菌产品。
但是，高热处理不仅仅影响细菌和孢子；也使有价值的乳清蛋白完全地变性（denature）或有很大部分变性，这不利地改变了产品的功能和营养生理学。乳清蛋白属于白蛋白和球蛋白；它们特别包括α-乳清蛋白和β-乳球蛋白、血清白蛋白、示蛋白胨和免疫球蛋白。从营养生理学的角度，乳清蛋白是高价值的乳成分，其在例如蛋白质补充剂中特别用于构造肌肉。虽然未经处理的脱脂乳显示作为乳清蛋白含量参数的所谓的乳清蛋白氮指数（WPNI）高于6（特别是6.1），但是该值在传统的超高热处理过程中降到低于1，这是非常不希望的。
所以，备选方案可能是在较低温度下执行热处理，例如，在约70℃而不是100℃以上。事实上，这样获得的产物具有高于5的WPNI，然而，细菌污染太高，使得获得的产品在最好的情况下也难以市场化。
因此，本发明的目的是提供奶粉，即，脱脂奶粉和全脂奶粉二者，所述奶粉是无菌的或低含菌的——迄今只有经过高热处理才获得——并且，使用低热方法获得的奶粉具有至少2、特别是至少4、尤其是5.5至6的高WPNI，尽管这两个参数总是相互背离。此外，还期望这种工艺要用低技术努力来执行。
发明内容
本发明的主题是用于生产具有至少2、特别是至少4和尤其是5至7的乳清蛋白氮指数（WPNI）的低含菌奶粉的方法，其中
（a）用本身已知的方法从原料乳中去除固体，然后乳脂被分离，
（b）使这样获得的脱脂乳进行热灌注，
（c）将被加热的乳浓缩至30重量%至50重量%的干物质，
（d）如果需要，使这样获得的浓缩物在至少72℃的温度下经受至少15秒的时间段的热处理，以及
（e）这样获得的经热处理的产物通过在100℃至120℃的温度喷雾处理而被加工成干燥粉末。
令人惊奇地发现，通过在约135℃的温度下进行热灌注，细菌从乳中的分离可被定量地实现，而不使乳清蛋白变性，因此不再需要超高热处理。
为了将乳浓缩物加热至其可被喷雾的温度，约70℃的温度是足够的——在该温度，乳清蛋白还没有变性。从技术上讲，执行该工艺是很简单的，且其提供希望的具有高WPNI的低含菌产品。下面的表A总结了低含菌奶粉的典型规范要求和利用本发明的方法获得的结果：
表A
低含菌奶粉的规格

巴氏灭菌法
在步骤（a）中执行的原料乳初始热处理优选地在热交换器中执行，其中特别是板式热交换器已被证明特别适合。热交换器有温度梯度，但是对其进行选择使得原料乳被加热至温度为约70℃至80℃，且更特别是从约72℃至74℃，停留时间最少20秒至最多60秒，优选约30秒。
固体非乳颗粒的分离和脱去约4重量％的脂肪含量通常在下游组件（优选分离器）中执行。所述组件可从现有技术的陈述中充分了解。GEA Westfalia Separator GmbH公司的分离器被广泛应用在乳制品工业中，其允许两种步骤的联合使用或单独使用（http://www.westfalia-separator.com/de/anwendungen/molkereitechnik/milch-molke.html）。相应 的组件也已被公开，例如，在DE10036085C1（Westfalia）中，且为本领域技术人员所熟知。因此，不需要说明如何执行这些工艺步骤，因为它们被理解为是一般专业知识的一部分。
热灌注
在热灌注的过程中，待处理的产品和过热化的蒸汽在反应空间中通过同心环喷嘴交替地喷射。基本上，这项措施的构思是要实现液滴的良好混合从而确保最佳的热传递，以及通过自该空间的外部向内部调整的蒸汽压力梯度避免将产物沉积在灌注容器的热壁上，在该热壁上产物将分解。热灌注通常需要0.1至5秒的滞留时间，从而，温度可以为从约120℃至约150℃，优选约135℃。产品相沉积在反应器的底部，在那里，它可被收集并进一步被处理。这种技术和相应的部件已在国际专利申请WO2010086082A1和WO2011101077A1（GEA）中进行了详细的描述。本申请涉及它们在所述范围中的教导。
热处理和干燥
经过热灌注处理的乳随后被浓缩，例如通过蒸发器，或通过常规膜方法（例如，反渗透法），或通过这两种方法的组合。
在本发明的另一实施方式（在该实施方式的范围内将获得全脂奶粉）中，在步骤（a）中分离的乳脂再次被加入到经加热的乳中。至关重要的是，使脱脂乳——而不是全脂乳——经受热灌注。如果不分离乳脂，则高脂肪载量会因高热负荷而导致不完全的细菌灭杀，具体视情况而言。由于乳脂可能仍包含细菌，所以在其与脱脂乳结合之前，使其在85℃至138℃的温度下经受热处理，持续时间在1至10秒，优选在3至5秒。高温在这点上并不重要，因为乳脂主要含有脂类且没有热敏感蛋白。
在热处理后，被加热的浓缩物被加工成干燥粉末。合适的方法是在100℃至120℃范围内的温度下的带式干燥、冷冻干燥、特别是喷雾干燥。
粉末通常含有1重量%至5重量%，优选为2重量％至3重量％的残留水分，其中，脂肪或多或少以包合形式均匀地分布在不含脂肪的干燥物质即蛋白质、糖类和盐中。在喷雾之前，还可将其他添加剂加入到匀化的浓缩物，比如，例如卵磷脂或食品乳化剂[EP1314367A1，雀巢公司]。
工业应用
一方面，本发明另外两种形式的实施方式涉及低含菌低热脱脂奶粉和低含菌低热全脂奶粉，另一方面，它们各自具有高于2，优选3至7.5和特别是5至7的乳清蛋白氮指数。
脱脂奶粉通过下列步骤获得
（a）用已知方法从原料乳中去除固体，分离乳脂，
（b）使这样获得的脱脂乳进行热灌注，
（c）对这样获得的经加热乳进行巴氏灭菌，
（d）将这样获得的经巴氏灭菌乳浓缩至30重量％至50重量％的干物质，
（e）如果需要，使这样获得的浓缩物在至少72℃、优选72℃到80℃的温度下经受至少15秒、优选15至20秒的时间段的热处理，以及
（f）将这样获得的经热处理的产物加工成干燥粉末。
全脂奶粉以相同的方法得到，不同的只是首先对如前所述在步骤（a）中分离的乳脂进行高热处理，然后将其添加到热灌注工艺中所获得的产物。在这种情况下，优选的WPNI为介于5和6.5之间。
附图说明
图1示出了对实施例V1、V2和1在流程图中的图示比较，其中，HT MM=高温脱脂乳，LT MM=低温脱脂乳，其中，实施例1中的低温加热仅是任选步骤。
图2示出了低含菌的低热脱脂奶（LH SM）粉和低热全脂奶（LH WM）粉的生产，其中UHE=超高温加热设备。
具体实施方式
比较例V1
用本身已知的方法从原料乳中去除固体，然后对所述乳进行巴氏灭菌和脱脂从而获得具有约9重量%的干物质的脱脂乳。温和蒸发所述脱脂乳，得到大约40重量％的干物质。这样获得的浓缩物具有6.1的WPNI且在120℃进行高热处理，持续时间约5秒，从而破坏孢子和任何其它细菌。获得无菌的浓缩物，然后用喷雾塔将其喷雾。得到具有仅1.3的WPNI的几乎无菌的高热脱脂奶粉。
比较例V2
重复实施例V1；但不在105℃进行高热处理，而是在70℃进行热处理5秒。在喷雾之后，得到具有5.9的WPNI的低热脱脂奶粉，但是，其被细菌污染，因而只适用于有限程度的消费使用。
实施例1：低含菌脱脂奶粉的生产
重复实施例V2，但在蒸发步骤之前，脱脂乳在135℃下进行热灌注，持续3秒，这样处理后的产品被蒸发并如上所述进行热处理，并被喷雾。得到具有6.8的WPNI的低热脱脂奶粉，其几乎无菌。
实施例2：低含菌全脂奶粉的生产
用本身已知的方法从原料乳中去除固体，对所述乳进行巴氏灭菌和脱脂，获得具有大约9重量％的干物质的脱脂乳。如实施例1中所述，对其进行热灌注。在脱脂工艺中获得的乳脂在125℃下经受高热处理，且再次被加入到脱脂乳，获得全脂乳。得到具有6.3的WPNI的低热全脂乳，其几乎无菌。
实施例V1、V2和1被并排置于图1的流程图中。图2展示生产脱脂奶粉和全脂奶粉的差异。